这篇文档属于类型b，是一篇关于无负极固态电池（anode-free solid-state batteries）的Perspective文章。以下是针对该文档的学术报告：

作者及机构
本文由Stephanie Elizabeth Sandoval（佐治亚理工学院）、Catherine G. Haslam（密歇根大学）等14位作者共同完成，团队成员来自美国多所高校及研究机构，包括佐治亚理工学院、密歇根大学、普渡大学、普林斯顿大学等。文章于2025年5月发表在*Nature Materials*（Volume 24, 673–681），标题为《Electro-chemo-mechanics of anode-free solid-state batteries》。

主题与背景
文章聚焦无负极固态电池（anode-free SSBs）的界面电化学-力学耦合机制。与传统含锂负极的固态电池（lithium-excess SSBs）相比，无负极设计在制造时不包含负极活性材料，通过充电时在集流体上原位沉积锂金属实现高能量密度（可达1,435 Wh L⁻¹），适用于长续航电动汽车。然而，其循环稳定性受锂成核、生长、剥离等过程的电化学-力学现象调控，亟需系统性研究。

主要观点与论据

1. 初始锂沉积的独特挑战
   无负极电池的锂沉积始于集流体（如铜箔）与固态电解质（SSE）的界面接触，而非预存锂金属的塑性变形。实验表明，界面接触质量（如硫化物SSE需10–500 MPa压力成型，氧化物SSE需900°C高温键合）直接影响锂成核均匀性。通过原位显微观察发现，高电流密度可增加成核位点密度，但锂的高同源温度易导致晶粒粗化，需通过低温或脉冲电沉积抑制。此外，堆叠压力（stack pressure）和集流体厚度（如厚集流体抗断裂但降低能量密度）是调控锂形貌的关键参数。

2. 剥离动力学的差异与失效机制
   与传统含锂电池不同，无负极电池需近乎完全剥离锂以维持效率，但局部锂耗尽会导致电流集中，加速界面空洞（void）形成和锂枝晶穿透SSE。研究通过冷冻聚焦离子束扫描电镜（cryo-FIB-SEM）证实，堆叠压力（>1 MPa）和温度升高可促进锂蠕变（creep），改善剥离均匀性。然而，实际应用中需实现低压（ MPa）稳定循环，这要求优化界面粘附力和锂扩散动力学。

3. 界面工程策略
   文章系统评述了多种界面层（interlayer）的设计：

   • 碳基界面层：多孔碳基质（如碳纳米管）可均匀锂沉积并维持电子/离子通路，但长期循环性能有限。
     
   • 合金/化合物界面层：如Li₃Au、Li₂Te等可降低成核过电位，其中Li₂Te通过原位转化形成稳定结构，抑制界面退化。
     
   • 复合界面层：银-碳（Ag–C）组合通过协同效应（银促进致密沉积，碳维持接触）实现1,000次循环稳定性（30 μm薄锂层）。
     

4. 固态电解质微结构的影响
   SSE的晶粒尺寸、密度和表面粗糙度显著影响锂沉积行为。例如，小晶粒硫化物SSE（如Li₆PS₅Cl）通过机械研磨可减少界面分解，而氧化物SSE（如Li₇La₃Zr₂O₁₂）需抛光以降低粗糙度。研究指出，SSE的还原稳定性（如形成钝化界面相）是抑制锂消耗的关键。

研究意义与价值
本文首次系统阐释了无负极固态电池中电化学-力学耦合机制的特殊性，提出了界面设计的三重目标：均匀成核、低压稳定循环、高库仑效率（>99.95%）。其科学价值在于揭示了锂沉积/剥离的微观动力学与宏观性能的关联，为开发高能量密度、长寿命固态电池提供了理论框架。应用层面，文章强调工业化需解决界面规模化制备（如辊压工艺）和标准化测试协议（如压力、温度控制）的挑战。

亮点与创新
1. 观点整合：对比无负极与含锂电池的失效机制，指出电流集中和局部剥离是前者独有的瓶颈。
2. 跨尺度分析：从原子级（界面能计算）到宏观级（堆叠压力实验）多尺度解析锂行为。
3. 技术前瞻：提出“人工SEI层”和闭环电压控制等未来研究方向，推动实用化进程。

报告严格遵循原文内容，未添加主观评价，专业术语（如stack pressure译为“堆叠压力”）首次出现时标注英文，并保持学术表述的准确性。